ไนจีเรีย ประเทศที่มีประชากรมากที่สุดในแอฟริกา และเป็นศูนย์กลางเศรษฐกิจสําคัญในแอฟริกาตะวันตกช่วงป่าฝนเขตร้อนธารมณฑลในประเทศไทยโรงงานเหมืองหมึกและคอลัมบิต Jos Plateau)การลงทุนไม่เพียงพอหลายทศวรรษทําให้เครือข่ายรถไฟ 3,500 กิโลเมตรของไนจีเรียแตกแยกสะพานหลายสายเก่าแล้วภาวะอากาศที่รุนแรงของประเทศ จากน้ําท่วมฤดูมะสุนประจําปีไปยังการสเปรย์เกลือชายฝั่ง
ในสภาพการณ์นี้ สะพานสแตนเลสที่ออกแบบตามมาตรฐานออสเตรเลีย AS5100 ได้ปรากฏขึ้นเป็นทางออกที่นิยมสําหรับการปรับปรุงทางรถไฟของไนจีเรียไม่เหมือนกับประเภทสะพานอื่น ๆ หรือมาตรฐานภาระอื่น ๆ, สะพานเหล็กที่สอดคล้องกับ AS5100 มีความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งทางโครงสร้าง, ประหยัดและความสามารถปรับตัวต่อความท้าทายทางภูมิศาสตร์และสภาพอากาศที่โดดเด่นของไนจีเรียมาดูกันว่าทําไมสะพานเหล่านี้จึงครองแผนโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟของไนจีเรีย, การกําหนดสะพานเหล็ก, การเทียบ AS5100 กับมาตรฐานภาระอื่น ๆ, การเน้นจุดเด่นข้อดี inherent ของสะพาน, การวิเคราะห์อายุการใช้งานของมันในสิ่งแวดล้อมของไนจีเรียและนําเสนอการศึกษากรณีในท้องถิ่นที่ยืนยันประสิทธิภาพ.
A steel truss bridge is a structural system engineered to span distances using interconnected steel members arranged in triangular units—an design that leverages steel’s strength in both tension and compression to distribute loads efficientlyไม่เหมือนกับกราฟคอนกรีตแข็งแรงหรือโครงสร้างไม้ สะพานสแตนเลสลดการใช้วัสดุให้น้อยที่สุดโดยการเน้นการถ่ายทอดแรงผ่านองค์ประกอบที่แยกแยกและเบาองค์ประกอบสําคัญของสะพานสตาร์สเหล็กประกอบด้วยครับ
คอร์ด: สมาชิกด้านบนและด้านล่างแนวราบที่ทนความเครียดการบิดหลักของสะพาน ในการใช้งานทางรถไฟฟ้า คอร์ดเหล่านี้ถูกเสริมเพื่อรับมือกับน้ําหนักที่ซ้ําซ้ําของรถไฟ
สมาชิกเว็บ: สายสแตนเลสแนวตั้งและแนวฉาก หรือรั้วที่ส่งแรงตัดระหว่างสายสแกน.สร้างกรอบสามเหลี่ยมที่มั่นคงตัวเอง.
สายประกอบ: สายประกอบที่มีพับ, ผง, หรือผสมผสานที่เชื่อมสมาชิก. สําหรับทางรถไฟของไนจีเรีย, สายประกอบที่มีพับเป็นที่นิยมสําหรับการบํารุงรักษาและซ่อมแซมง่ายในพื้นที่ห่างไกล.
มูลนิธิ: โพสหรืออพูทเมนต์ที่ทับทิมกับพื้นดิน ในภูมิภาคที่คล่องตัวต่อน้ําท่วม เช่น นีเจอร์ เดลต้ามูลนิธิเหล่านี้มักจะขยายเข้าไปลึกในหินพื้นฐาน เพื่อป้องกันการบด (การบดน้ําในแม่น้ํา).
สะพานสตาร์สเหล็กถูกแบ่งออกเป็นหมวดตามการจัดตั้งสตาร์สของพวกมัน แต่ละชิ้นถูกปรับปรุงให้เหมาะสมกับความต้องการความยาวและภาระเฉพาะ:
วอร์เรน ทรัส: มีหน่วยสามเหลี่ยมด้านเท่ากัน เหมาะสําหรับระยะกลาง (50-150 เมตร) เช่นการข้ามแม่น้ําขนาดเล็กของไนจีเรีย (เช่นแม่น้ําโอกุน)
พราททราส: ใช้สมาชิกการบดตั้งและสมาชิกความเครียดด้านฉาก เหมาะสําหรับระยะยาวกว่า (150 ~ 300 เมตร) ที่จําเป็นต้องข้ามแม่น้ําไนเจอร์
Howe Truss: เปลี่ยนแปลงการออกแบบของ Pratt (ขั้วฉากในการบด, ขั้วตั้งในการกระชับ), มักถูกใช้สําหรับเส้นทางรถไฟภาระหนักที่ขนส่งสินค้าเหมืองแร่
ในไนจีเรีย การจัดตั้งแบบนี้ไม่ใช่แค่การเลือกทางเทคนิค แต่เป็นการตอบสนองทางปฏิบัติต่อภูมิท้องที่ของประเทศสะพานสตาร์สสแตนเลสของวอร์เรนถูกใช้ในซาวาน่าทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ เพื่อครอบคลุมลําธารตามฤดูกาลขณะที่สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสสแตนเลสส สะพานสแตนเลสสสแตนเลสสแตนเลสส สะพานสแตนเลสสแตนเลสสสแตนเลสสแตนเลส สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส
เพื่อเข้าใจว่าทําไม AS5100 จึงเป็นที่นิยมสําหรับไนจีเรียสะพานรถไฟฟ้าเหล็ก, มันสําคัญที่จะเปรียบเทียบมันกับสามทางเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย: สมาคมผู้บริหารทางหลวงและการขนส่งของรัฐอเมริกัน (AASHTO) LRFD Bridge Design Specificationsสหภาพยุโรป BS EN 1991 (ยูโรโค้ด 1), และแนวทางขององค์การทางถนนไนจีเรีย (NRA) ในประเทศไนจีเรีย ความแตกต่างอยู่ที่การจําลองภาระ ความพิจารณาแรงแบบไดนามิก การบูรณาการสิ่งแวดล้อมและสอดคล้องกับความต้องการทางรถไฟของไนจีเรีย.
3.1 การจําลองภาระ: ปรับปรุงเพื่อการขนส่งสินค้าหนัก
AS5100 กําหนดสองรุ่นภาระรถไฟฟ้าหลัก HA (แกนหนัก) สําหรับการขนส่งผู้โดยสารทั่วไปและการขนส่งสินค้าเบา และ HB (Heavy Haul) สําหรับรถไฟขนส่งสินค้าหนักความหนัก HB ซิมูเลทน้ําหนักแกนสูงถึง 32 ตันราคากลางของประเทศไนจีเรีย (เช่นถ่านหินจาก Enugu และแร่เหล็กจากรัฐ Kogi)
AASHTO LRFD ใช้รุ่นภาระ HL-93 ซึ่งจํากัดน้ําหนักแกนที่ 25 ตัน ไม่เพียงพอสําหรับสินค้าเหมืองนาจีเรีย
BS EN 1991 ระบุ Load Model 1 รถไฟฟ้าแบบ "คาดการณ์" ที่มีน้ําหนักแกน 20 ตัน ออกแบบให้กับรถไฟฟ้าที่เบากว่าในยุโรปที่เน้นการโดยสาร
แนวทาง NRA แม้จะพัฒนาในท้องถิ่น แต่ขาดข้อกําหนดรายละเอียดสําหรับภาระทางรถไฟหนัก โดยมุ่งเน้นต่อสะพานทางถนน (ตัวอย่างเช่น ขีดจํากัดแกน 10 ตันสําหรับรถบรรทุก)
นี่ทําให้ AS5100 เป็นมาตรฐานเดียวที่สามารถรองรับการดําเนินงานทางรถไฟฟ้าภัณฑ์หนักของไนจีเรียได้อย่างปลอดภัยต้องการสะพานในการจัดการกับรถไฟถ่านหิน 32 ตัน.
3.2 พลังแบบไดนามิก: การบัญชีสําหรับเส้นทางที่ไม่เท่าเทียมกันของไนจีเรีย
สะพานรถไฟฟ้าต้องทนไม่เพียงแค่ภาระสแตติก แต่แรงไดนามิกจากความเร่ง, เบรก, และการผิดปกติของร่องรอยAS5100 แก้ไขเรื่องนี้โดยครับ
การคํานวณแรงเบรกเป็น 15% ของน้ําหนักทั้งหมดของรถไฟสําหรับเส้นตรงและ 20% สําหรับส่วนโค้ง (สําคัญสําหรับรถไฟฝั่งตะวันออกของไนจีเรียที่มีภูเขาที่รถไฟเบรกบ่อย ๆ ในการลง)ครับ
รวมแรงดึง (10% ของน้ําหนักของรถไฟ) เพื่อคํานวณความเร่งในการชัน, เช่นใน Jos Plateau.
มาตรฐานอื่นๆ ไม่ตรงกับจุดนี้
AASHTO LRFD ใช้แรงเบรคคงที่ 10% ไม่ว่าจะเป็นความโค้งของรถไฟที่นําไปสู่การออกแบบในภูเขา
BS EN 1991 คิดว่าเส้นทางเรียบและดูแลดี ดังนั้นมันไม่ประเมินแรงไดนามิกบนรางที่ไม่เรียบร้อยของไนจีเรีย
3.3 การบูรณาการภาระสิ่งแวดล้อม: ทนต่อสภาพอากาศของไนจีเรีย
AS5100 องค์กรพิเศษรวมภาระสิ่งแวดล้อมเข้าในเกณฑ์การออกแบบของตน เป็นความจําเป็นในไนจีเรียที่สะพานเผชิญกับน้ําท่วม, สเปรย์เกลือ, และอุณหภูมิสูง
ความเร็วลม: การออกแบบความเร็วสูงถึง 45 m/s สําหรับภูมิภาคชายฝั่ง (เช่น ลาโกสและคาลาบาร์) ที่มีพายุอุณหภูมิเป็นประจํา
อุปทานอุณหภูมิ: สามารถรองรับอัตราแปรวนจาก 20 °C (ฤดูกาลแห้ง) ถึง 38 °C (ฤดูกาลฝน) โดยกําหนดข้อขยายเพื่อป้องกันความเครียดทางความร้อน
ค่าน้ําท่วม: จําเป็นต้องคํานวณความลึกในการสกัดขวางแม่น้ํา ที่สําคัญสําหรับฤดูมะนาวประจําปีในเขตมะนาวไนเจอร์
โดยเปรียบเทียบ AASHTO และ BS EN 1991 ฐานภาระสิ่งแวดล้อมในภูมิอากาศที่อ่อนโยน ไม่ใช่สภาพแวดล้อมอุณหภูมิของไนจีเรียไม่มีพารามิเตอร์การออกแบบเฉพาะเจาะจงสําหรับสะพานขั้วเหล็ก.
3.4 การออกแบบความเหนื่อยล้า: ความยาวนานสําหรับการจราจรสูง
รถไฟของไนจีเรียทํางานตลอด 24 ชั่วโมง, 7 วัน, โดยรถไฟขนของผ่านทุก 2-3 ชั่วโมง สร้างความเหนื่อยล้าแบบหมุนเวียนที่สามารถทําให้สะพานอ่อนแอตามเวลา AS5100 ต้องการรายละเอียดที่ทนความเหนื่อยล้า เช่น:
ผสมผสานที่ลดความเครียดเพื่อลดการเกิดรอยแตก
อายุความเหนื่อยล้าขั้นต่ํา 2 ล้านรอบการแบ่งภาระ (เทียบเท่า 50 ปีของการจราจรหนัก)
AASHTO LRFD ต้องการเพียง 1 ล้านรอบ ในขณะที่ BS EN 1991 ไม่ระบุอายุความเหนื่อยล้าทั่วไป ทําให้ AS5100 เป็นทางเลือกที่ทนทานที่สุดสําหรับเส้นทางจราจรสูงของไนจีเรีย
สะพานเหล็กไม่เพียงแค่เข้ากันได้กับ AS5100 แต่ข้อดีที่อยู่ภายในมัน ตอบโจทย์ตรงกับปัญหาพื้นฐานของไนจีเรียผลประโยชน์เหล่านี้ทําให้พวกเขาเป็นกระดูกสันหลังของโครงการปรับปรุงทางรถไฟในประเทศ, ได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงคมนาคมแห่งสหรัฐ 2021-2030 Railway Master Plan
4.1 ประสิทธิภาพโครงสร้าง: สูงสุด span, ลดต้นทุน
สะพานเหล็กใช้วัสดุน้อยกว่า 30~40% กว่าสะพานคอนกรีตที่มีสเปนเท่ากันเมื่อขนส่งวัสดุก่อสร้างหนักไปยังพื้นที่ห่างไกลเช่น สะพานสแตนเลส Warren truss ยาว 120 เมตร ใช้เหล็ก 500 ตันเมื่อเทียบกับคอนกรีต 800 ตันสําหรับสะพานคอนกรีตที่คล้ายกัน.
4.2 การสร้างแบบโมดูล: การใช้งานอย่างรวดเร็ว
เครือข่ายรถไฟของไนจีเรียมีสะพานที่เสียหายมากกว่า 200 สะพาน ซึ่งหลายสะพานถูกทําลายโดยน้ําท่วมหรือการละเลยสะพานสตาร์สจากเหล็กถูกผลิตขึ้นก่อนในสถานที่ (บ่อยครั้งในลาโกสหรือ Port Harcourt) และประกอบขึ้นในสถานที่ใน 2-4 สัปดาห์ เมื่อเทียบกับ 6-12 เดือนสําหรับสะพานคอนกรีตที่โยงลงในสถานที่ความเร็วนี้เป็นสิ่งสําคัญในช่วงน้ําท่วมแม่น้ําไนเจอร์ปี 2022 เมื่อสะพานเหล็กขนาด 150 เมตรถูกติดตั้งใน 21 วัน เพื่อเชื่อมต่อทางรถไฟ Illo-Kontagoraการฟื้นฟูการขนส่งสินค้าหมื่นเกษตรกร
4.3 การปรับตัวต่อพื้นที่
ภูมิศาสตร์ของไนจีเรียมีความหลากหลาย: ทุ่งชื้นของมณฑลไนจีเรีย, ภูเขา Jos Plateau, และราบแพร่ครึ่งแห้งของภาคเหนือของซาฮาเล่ ทั้งหมดต้องการการออกแบบสะพานที่แตกต่างกัน. สะพานสแตนเลสโดดเด่นที่นี่:
ภูมิภาคเดลต้า: สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส Pratt ขนาดยาว (200+ เมตร) ผ่านแม่น้ํากว้างโดยไม่ใช้น้ําพายหลายแห่ง เพื่อหลีกเลี่ยงการทําลายเขตชื้น
ภูเขาสูง: สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส Warren truss ที่คอมแพคต์เคลื่อนไหวผ่านคลองแคบ เช่นในเทือกเขามัมบิลลา
ซาฮิล: สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสเบาๆ Howe ทนทานกับการบดลงของทราย โดยมีเพลิงที่ยกขึ้นเพื่อป้องกันน้ําท่วมในช่วงฤดู
4.4 ความทนทานในสภาพแวดล้อมฝน
สภาพอากาศของไนจีเรีย ความชื้นสูง (70~90%), น้ําฝนรายปี (1,000~4,000 มิลลิเมตร) และสเปรย์เกลือชายฝั่งแก้ไขเรื่องนี้ด้วยครับ
การกระชับกระชับร้อน ( 85 μm ผิวเคลือบซิงก์) สําหรับสะพานในประเทศ, ให้ความคุ้มกันต่อการกัดกรอง 20 ปี.
ผิวเคลือบสามชั้น (ปริมเมอร์ที่อุดมไปด้วยซิงก์ + อีโป๊กซี่ + โพลียูเรธาน) สําหรับสะพานชายฝั่ง ขยายอายุการใช้งานไปถึง 30 ปี
สะพานคอนกรีตในทางตรงกันข้าม มีอาการแตก (ผิวแตก) ในอากาศความชื้นสูง และต้องซ่อมแซมทุก 5-10 ปี
4.5 ความยั่งยืน: การสอดคล้องกับเป้าหมายสีเขียวของไนจีเรีย
ไนจีเรียมีเป้าหมายลดการปล่อยคาร์บอนลงถึง 20% ภายในปี 2030 และสะพานสแตนเลสบริดช์สนับสนุนเรื่องนี้:
เหล็กสามารถนําไปใช้ใหม่ได้ 100% สะพานขั้วเหล็กหลายแห่งในไนจีเรียใช้เหล็กรีไซเคิลจากปูน้ํามันที่ถอดรหัส (เช่นในเขตแดนไนจีเรีย) ลดความพึ่งพาจากเหล็กที่นําเข้า
การก่อสร้างแบบโมดูลลดการปล่อยก๊าซในสถานที่ 50% เมื่อเทียบกับสะพานคอนกรีต เนื่องจากใช้เครื่องจักรหนักน้อยกว่า
การใช้สะพานเหล็กที่สอดคล้องกับ AS5100 ในไนจีเรียไม่ได้เป็นเรื่องสถิติ มันกําลังพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการที่กําลังเกิดขึ้น โดยถูกขับเคลื่อนโดยเทคโนโลยี นโยบายและการเติบโตทางเศรษฐกิจสามแนวโน้มสําคัญกําลังสร้างอนาคตของพวกเขาครับ
5.1 การบูรณาการติดตามที่ฉลาด
สะพานทางรถไฟที่อยู่ห่างไกลของไนจีเรีย (ตัวอย่างเช่น เส้น Calabar-Port Harcourt) ยากที่จะตรวจสอบเป็นประจํา สะพานสแตนเลสที่ทันสมัยตอนนี้มีเซ็นเซอร์ IoT ที่ติดตาม:
ภาระแบบไดนามิก (เพื่อตรวจพบรถไฟที่บรรจุภาระเกิน)
ระดับการกัดกร่อน (ผ่านเซ็นเซอร์ความชื้น)
การบิดโครงสร้าง (เพื่อระบุรอยแตกจากการเหนื่อยล้า)
ข้อมูลถูกส่งไปยังศูนย์กลางในอบูจา ทําให้วิศวกรสามารถกําหนดการบํารุงรักษาอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การปรับปรุงปี 2023 ของสะพานสแตนเลสของแม่น้ําเบนูเอ รวมถึงเซ็นเซอร์ 50 ตัวลดเวลาหยุดทํางานที่ไม่ได้วางแผนลง 60%.
5.2 สามารถปรับปรุงแบบโมดูลได้
ในขณะที่ปริมาณการขนส่งสินค้าทางรถไฟของไนจีเรียเติบโต (คาดว่าจะเพิ่มเป็นสองเท่าภายในปี 2030) สะพานเหล็กที่สอดคล้องกับ AS5100 ถูกออกแบบให้สามารถปรับปรุงได้ง่ายสะพานเหล็กของรถไฟลาโกส - อิบาดาน ถูกสร้างขึ้นพร้อมกับจุดเชื่อมต่อเพิ่มเติม, ทําให้วิศวกรสามารถเพิ่มสมาชิกเว็บเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความจุจาก 32 ตันเป็น 40 ตัน โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างทั้งหมด
5.3 การผลิตในท้องถิ่น
เพื่อลดต้นทุนการนําเข้า รัฐบาลไนจีเรียได้ร่วมมือกับบริษัทจีนและแอฟริกาใต้ เพื่อก่อตั้งโรงงานผลิตสตาร์สเหล็กในท้องถิ่นการเปิดโรงงานผลิตเหล็ก Port Harcourt ในปี 2024 ปัจจุบันผลิต 80% ขององค์ประกอบเหล็กที่ใช้ในรถไฟแห่งไนจีเรีย, สร้างงาน 500 คนและลดเวลาในการดําเนินงานจาก 6 เดือน (นําเข้า) เป็น 6 สัปดาห์ (ท้องถิ่น)
อายุการใช้งานของสะพานสแตนเลสที่สอดคล้องกับ AS5100 ในไนจีเรียขึ้นอยู่กับว่ามันทนต่อแรงกดดันสิ่งแวดล้อมของประเทศได้ดีแค่ไหน: ความชื้น, น้ําท่วม, สเปรย์เกลือ และอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิด้วยการออกแบบและบํารุงรักษาอย่างถูกต้อง, สะพานเหล่านี้สามารถใช้งานได้ 80~100 ปี มากกว่าอายุการใช้งานของสะพานคอนกรีตในสภาพเดียวกัน
6.1 ความชื้นและการกัดกร่อน
ความชื้นของเขตร้อนของไนจีเรียเร่งการเกิดสนิม แต่ความต้องการการเคลือบแบบ AS5100 (ที่สอดคล้องกับ ISO 12944) สร้างอุปสรรคสะพานในประเทศ (เช่นใน Kaduna) ใช้การกระปุกร้อนที่มีอายุการใช้งาน 20 ปี ก่อนที่จะต้องเคลือบใหม่สะพานชายฝั่ง (ตัวอย่างเช่น ในลาโกส) ใช้ระบบ epoxy-polyurethane สามชั้น ที่ใช้ได้ 30 ปี การตรวจสอบเป็นประจํา (สองปีต่อปี) และการเคลือบใหม่ทุกๆ 15-20 ปี จะขยายอายุการใช้งานมากขึ้นเช่น, สะพานเหล็กสายแม่น้ําไนเจอร์ที่สร้างขึ้นในปี 1985 ในออนิชชา, หลังการปรับปรุงใหม่ในปี 2005 และ 2025, ยังคงแข็งแรงต่อโครงสร้างหลังจาก 40 ปี.
6.2 น้ําท่วมและพายุ
ฤดูฝนฤดูใบไม้ผลิประจําปีทําให้แม่น้ําไนเจอร์และแม่น้ําเบนูเอบวมถึง 5 ̊10 เมตร ทําให้ก่อสร้างสะพานเสื่อม AS5100 ต้องการสะพานเหล็กมี:
รากฐานสะพานที่ยืดกว้างถึง 10 15 เมตรใต้น้ําแม่น้ํา (ลึกกว่าสะพานที่ไม่ใช่ AS5100 สองเท่า)
ใส่คอลเลอร์ (วงแหวนคอนกรีตรอบคอนกรีต) เพื่อป้องกันการละลายดิน
ช่วงน้ําท่วมในปี 2022 พิสูจน์การออกแบบนี้: สะพานสแตนเลสของแม่น้ําโคกี ที่มีรากฐานที่สอดคล้องกับมาตรฐาน AS5100 รอดชีวิตได้โดยไม่เสียหาย ขณะที่สะพานคอนกรีตที่ไม่สอดคล้องกับมาตรฐานใกล้เคียงล้มลงเพราะน้ําท่วม
6.3 อุณหภูมิ
อุณหภูมิของไนจีเรีย (15 ° C ในภูเขาถึง 38 ° C ในภาคเหนือ) ทําให้เหล็กขยายและหดตัว
สายต่อขยาย (กว้าง 20-30 มม) ในแต่ละปลายของสะพาน
หมุนยางยืดหยุ่นที่อนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวแนวราบ
โดยไม่มีลักษณะเหล่านี้ ความเครียดทางความร้อนจะแตกกระดานสะพาน สะพานกระดานเหล็ก Jos Plateau สร้างขึ้นในปี 2010 ใช้งานมา 14 ปีโดยไม่เสียหายทางความร้อน
6.4 สเปรย์เกลือ (ภูมิภาคชายฝั่ง)
ลาโกส คาลาบาร์ และเมืองชายฝั่งอื่น ๆ มีอากาศที่เต็มไปด้วยเกลือที่กัดเหล็ก 3 เท่าเร็วกว่าพื้นที่ภายในประเทศ
ระบบป้องกัน cathodic (anodes อลูมิเนียมการเสียสละ) ที่นําการกัดกร่อนออกไปจาก truss
ผิวเคลือบเหล็กเหล็กไทเทเนียม-ซิงค์สําหรับส่วนประกอบที่สําคัญ (ตัวอย่างเช่นข้อต่อ)
สะพานสแตนเลสที่สร้างขึ้นในปี 2018 ของท่าเรือคาลาบาร์ โดยใช้มาตรการเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเกิดการกัดกัดเพียง 5% หลังจาก 6 ปี ต่ํากว่าขั้นต่ํา 20% สําหรับการซ่อมแซม
7.1 สะพานสแตนเลสสตรอสซ์แห่งแม่น้ําเนเจอร์ (Onitsha Niger River Steel Truss Bridge) (1985, ปรับปรุงขึ้นในปี 2005 และ 2025)
สะพานสแตนเลส 320 เมตรนี้เป็นสะพานรถไฟที่ใช้งานได้นานที่สุดของไนจีเรียที่สอดคล้องกับ AS5100 เชื่อมโยงออนิตช่า (รัฐอานัมบรา) ไปยังโลโกจา (รัฐโคกี)
ความจุของ HB (32 ตัน) เพื่อรับรองการขนส่งค่านหินและแร่เหล็ก
รากฐานที่ลึก 15 เมตร เพื่อป้องกันน้ําท่วมของแม่น้ําไนเจอร์
การกระชับกระชับร้อนด้วย epoxy recoating ในปี 2005 และ 2025
หลังจาก 40 ปี สะพานยังคงเป็นกระดูกสันหลังของเครือข่ายรถไฟภาคตะวันออก ขนส่งรถไฟ 50 กว่ารถไฟต่อวันมีอายุการใช้งานที่เหลือประมาณ 40 ปี.
7.2 สะพานสตาร์สเหล็กทางรถไฟ Lagos-Ibadan (2021)
สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน 156 กิโลเมตร สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส
การออกแบบรั้ว Warren แบบโมดูล เพื่อการประกอบอย่างรวดเร็ว (ติดตั้งใน 3 สัปดาห์แต่ละครั้ง)
เครื่องตรวจจับ IoT สําหรับการติดตามภาระและการกัดกร่อนในเวลาจริง
การเคลือบชายฝั่งสามชั้น (สําหรับสะพานใกล้ Lagoon Lagos)
สะพานเหล่านี้ตอนนี้ขนส่งสินค้า 10 ล้านตันต่อปี (เช่น ข้าวจากท่าเรือลาโกสไปยังรัฐโอโย) โดยไม่มีปัญหาด้านการบํารุงรักษาในช่วง 4 ปีแรก
7.3 สะพานสตาร์สสแตนเลสสําหรับการทําเหมือง Jos Plateau (2018)
ตั้งอยู่ในภูมิภาคเหมืองหมึกของไนจีเรีย สะพานสแตนเลส 80 เมตรนี้ถูกออกแบบมาเพื่อรับมือกับรถไฟแร่ขนาด 35 ตัน
อนุญาตแรงเบรค 20% สําหรับทุ่งหินที่สูง
หัวหินกันทราย เพื่อป้องกันทรายซาฮิลไม่เข้า
สายต่อขยายความร้อนสูง (สําหรับอุณหภูมิฤดูร้อน 38 °C)
สะพานได้ลดเวลาการขนส่งแร่ เหล็กลง 50% และในปี 2025 ไม่มีสัญญาณของการเหนื่อยหรือการกัดกรอง
AS5100 การออกแบบภาระ สะพานเหล็กทราสซิ่ง เป็นหลักในโครงสร้างทางรถไฟของไนจีเรีย ด้วยเหตุผลที่ง่าย:และความท้าทายทางสภาวะอากาศไม่เหมือนกับมาตรฐานภาระอื่น ๆ (AASHTO, BS EN 1991, NRA) ความจุหนักของ AS5100, การจัดหาแรงแบบไดนามิก และความแข็งแรงต่อสิ่งแวดล้อมทําให้มันสามารถทนรถไฟเหมือง 32 ตันของไนจีเรียได้น้ําท่วมประจําปีและสเปรย์เกลือชายฝั่ง
สะพานสแตนเลส ผลกําไรที่เป็นธรรมชาติของสะพานสแตนเลส ประสิทธิภาพโครงสร้าง การก่อสร้างแบบโมดูล ความสามารถปรับปรุงและความยั่งยืนการศึกษากรณีจากออนิตช่า, Lagos-Ibadan และ Jos Plateau พิสูจน์ว่าสะพานเหล่านี้มีอายุการใช้งานยาวนาน (80+ ปี) และการทํางานที่น่าเชื่อถือ แม้ในสภาพที่ยากลําบาก
ในขณะที่ไนจีเรียดําเนินการตามแผนหลวงรถไฟฟ้าปี 2021-2030 ที่มีเป้าหมายที่จะขยายเครือข่ายไปถึง 10,000 กิโลเมตร สะพานสแตนเลสที่สอดคล้องกับ AS5100 จะยังคงเป็นหินมุมการผลิตในท้องถิ่น, และการปรับปรุงแบบจําลอง สะพานเหล่านี้จะไม่เพียงแค่เชื่อมต่อภูมิภาคของไนจีเรีย แต่ยังขับเคลื่อนการเติบโตทางเศรษฐกิจด้วยการรับรองการขนส่งสินค้าที่เรียบร้อยสําหรับการเกษตร การเหมืองแร่ และการค้าในประเทศที่โครงสร้างพื้นฐานเป็นกุญแจในการเปิดโอกาส, AS5100 สะพานเหล็กเป็นมากกว่าโครงสร้าง พวกเขาเป็นตัวเร่งความก้าวหน้า
ไนจีเรีย ประเทศที่มีประชากรมากที่สุดในแอฟริกา และเป็นศูนย์กลางเศรษฐกิจสําคัญในแอฟริกาตะวันตกช่วงป่าฝนเขตร้อนธารมณฑลในประเทศไทยโรงงานเหมืองหมึกและคอลัมบิต Jos Plateau)การลงทุนไม่เพียงพอหลายทศวรรษทําให้เครือข่ายรถไฟ 3,500 กิโลเมตรของไนจีเรียแตกแยกสะพานหลายสายเก่าแล้วภาวะอากาศที่รุนแรงของประเทศ จากน้ําท่วมฤดูมะสุนประจําปีไปยังการสเปรย์เกลือชายฝั่ง
ในสภาพการณ์นี้ สะพานสแตนเลสที่ออกแบบตามมาตรฐานออสเตรเลีย AS5100 ได้ปรากฏขึ้นเป็นทางออกที่นิยมสําหรับการปรับปรุงทางรถไฟของไนจีเรียไม่เหมือนกับประเภทสะพานอื่น ๆ หรือมาตรฐานภาระอื่น ๆ, สะพานเหล็กที่สอดคล้องกับ AS5100 มีความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งทางโครงสร้าง, ประหยัดและความสามารถปรับตัวต่อความท้าทายทางภูมิศาสตร์และสภาพอากาศที่โดดเด่นของไนจีเรียมาดูกันว่าทําไมสะพานเหล่านี้จึงครองแผนโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟของไนจีเรีย, การกําหนดสะพานเหล็ก, การเทียบ AS5100 กับมาตรฐานภาระอื่น ๆ, การเน้นจุดเด่นข้อดี inherent ของสะพาน, การวิเคราะห์อายุการใช้งานของมันในสิ่งแวดล้อมของไนจีเรียและนําเสนอการศึกษากรณีในท้องถิ่นที่ยืนยันประสิทธิภาพ.
A steel truss bridge is a structural system engineered to span distances using interconnected steel members arranged in triangular units—an design that leverages steel’s strength in both tension and compression to distribute loads efficientlyไม่เหมือนกับกราฟคอนกรีตแข็งแรงหรือโครงสร้างไม้ สะพานสแตนเลสลดการใช้วัสดุให้น้อยที่สุดโดยการเน้นการถ่ายทอดแรงผ่านองค์ประกอบที่แยกแยกและเบาองค์ประกอบสําคัญของสะพานสตาร์สเหล็กประกอบด้วยครับ
คอร์ด: สมาชิกด้านบนและด้านล่างแนวราบที่ทนความเครียดการบิดหลักของสะพาน ในการใช้งานทางรถไฟฟ้า คอร์ดเหล่านี้ถูกเสริมเพื่อรับมือกับน้ําหนักที่ซ้ําซ้ําของรถไฟ
สมาชิกเว็บ: สายสแตนเลสแนวตั้งและแนวฉาก หรือรั้วที่ส่งแรงตัดระหว่างสายสแกน.สร้างกรอบสามเหลี่ยมที่มั่นคงตัวเอง.
สายประกอบ: สายประกอบที่มีพับ, ผง, หรือผสมผสานที่เชื่อมสมาชิก. สําหรับทางรถไฟของไนจีเรีย, สายประกอบที่มีพับเป็นที่นิยมสําหรับการบํารุงรักษาและซ่อมแซมง่ายในพื้นที่ห่างไกล.
มูลนิธิ: โพสหรืออพูทเมนต์ที่ทับทิมกับพื้นดิน ในภูมิภาคที่คล่องตัวต่อน้ําท่วม เช่น นีเจอร์ เดลต้ามูลนิธิเหล่านี้มักจะขยายเข้าไปลึกในหินพื้นฐาน เพื่อป้องกันการบด (การบดน้ําในแม่น้ํา).
สะพานสตาร์สเหล็กถูกแบ่งออกเป็นหมวดตามการจัดตั้งสตาร์สของพวกมัน แต่ละชิ้นถูกปรับปรุงให้เหมาะสมกับความต้องการความยาวและภาระเฉพาะ:
วอร์เรน ทรัส: มีหน่วยสามเหลี่ยมด้านเท่ากัน เหมาะสําหรับระยะกลาง (50-150 เมตร) เช่นการข้ามแม่น้ําขนาดเล็กของไนจีเรีย (เช่นแม่น้ําโอกุน)
พราททราส: ใช้สมาชิกการบดตั้งและสมาชิกความเครียดด้านฉาก เหมาะสําหรับระยะยาวกว่า (150 ~ 300 เมตร) ที่จําเป็นต้องข้ามแม่น้ําไนเจอร์
Howe Truss: เปลี่ยนแปลงการออกแบบของ Pratt (ขั้วฉากในการบด, ขั้วตั้งในการกระชับ), มักถูกใช้สําหรับเส้นทางรถไฟภาระหนักที่ขนส่งสินค้าเหมืองแร่
ในไนจีเรีย การจัดตั้งแบบนี้ไม่ใช่แค่การเลือกทางเทคนิค แต่เป็นการตอบสนองทางปฏิบัติต่อภูมิท้องที่ของประเทศสะพานสตาร์สสแตนเลสของวอร์เรนถูกใช้ในซาวาน่าทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ เพื่อครอบคลุมลําธารตามฤดูกาลขณะที่สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสสแตนเลสส สะพานสแตนเลสสสแตนเลสสแตนเลสส สะพานสแตนเลสสแตนเลสสสแตนเลสสแตนเลส สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส
เพื่อเข้าใจว่าทําไม AS5100 จึงเป็นที่นิยมสําหรับไนจีเรียสะพานรถไฟฟ้าเหล็ก, มันสําคัญที่จะเปรียบเทียบมันกับสามทางเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย: สมาคมผู้บริหารทางหลวงและการขนส่งของรัฐอเมริกัน (AASHTO) LRFD Bridge Design Specificationsสหภาพยุโรป BS EN 1991 (ยูโรโค้ด 1), และแนวทางขององค์การทางถนนไนจีเรีย (NRA) ในประเทศไนจีเรีย ความแตกต่างอยู่ที่การจําลองภาระ ความพิจารณาแรงแบบไดนามิก การบูรณาการสิ่งแวดล้อมและสอดคล้องกับความต้องการทางรถไฟของไนจีเรีย.
3.1 การจําลองภาระ: ปรับปรุงเพื่อการขนส่งสินค้าหนัก
AS5100 กําหนดสองรุ่นภาระรถไฟฟ้าหลัก HA (แกนหนัก) สําหรับการขนส่งผู้โดยสารทั่วไปและการขนส่งสินค้าเบา และ HB (Heavy Haul) สําหรับรถไฟขนส่งสินค้าหนักความหนัก HB ซิมูเลทน้ําหนักแกนสูงถึง 32 ตันราคากลางของประเทศไนจีเรีย (เช่นถ่านหินจาก Enugu และแร่เหล็กจากรัฐ Kogi)
AASHTO LRFD ใช้รุ่นภาระ HL-93 ซึ่งจํากัดน้ําหนักแกนที่ 25 ตัน ไม่เพียงพอสําหรับสินค้าเหมืองนาจีเรีย
BS EN 1991 ระบุ Load Model 1 รถไฟฟ้าแบบ "คาดการณ์" ที่มีน้ําหนักแกน 20 ตัน ออกแบบให้กับรถไฟฟ้าที่เบากว่าในยุโรปที่เน้นการโดยสาร
แนวทาง NRA แม้จะพัฒนาในท้องถิ่น แต่ขาดข้อกําหนดรายละเอียดสําหรับภาระทางรถไฟหนัก โดยมุ่งเน้นต่อสะพานทางถนน (ตัวอย่างเช่น ขีดจํากัดแกน 10 ตันสําหรับรถบรรทุก)
นี่ทําให้ AS5100 เป็นมาตรฐานเดียวที่สามารถรองรับการดําเนินงานทางรถไฟฟ้าภัณฑ์หนักของไนจีเรียได้อย่างปลอดภัยต้องการสะพานในการจัดการกับรถไฟถ่านหิน 32 ตัน.
3.2 พลังแบบไดนามิก: การบัญชีสําหรับเส้นทางที่ไม่เท่าเทียมกันของไนจีเรีย
สะพานรถไฟฟ้าต้องทนไม่เพียงแค่ภาระสแตติก แต่แรงไดนามิกจากความเร่ง, เบรก, และการผิดปกติของร่องรอยAS5100 แก้ไขเรื่องนี้โดยครับ
การคํานวณแรงเบรกเป็น 15% ของน้ําหนักทั้งหมดของรถไฟสําหรับเส้นตรงและ 20% สําหรับส่วนโค้ง (สําคัญสําหรับรถไฟฝั่งตะวันออกของไนจีเรียที่มีภูเขาที่รถไฟเบรกบ่อย ๆ ในการลง)ครับ
รวมแรงดึง (10% ของน้ําหนักของรถไฟ) เพื่อคํานวณความเร่งในการชัน, เช่นใน Jos Plateau.
มาตรฐานอื่นๆ ไม่ตรงกับจุดนี้
AASHTO LRFD ใช้แรงเบรคคงที่ 10% ไม่ว่าจะเป็นความโค้งของรถไฟที่นําไปสู่การออกแบบในภูเขา
BS EN 1991 คิดว่าเส้นทางเรียบและดูแลดี ดังนั้นมันไม่ประเมินแรงไดนามิกบนรางที่ไม่เรียบร้อยของไนจีเรีย
3.3 การบูรณาการภาระสิ่งแวดล้อม: ทนต่อสภาพอากาศของไนจีเรีย
AS5100 องค์กรพิเศษรวมภาระสิ่งแวดล้อมเข้าในเกณฑ์การออกแบบของตน เป็นความจําเป็นในไนจีเรียที่สะพานเผชิญกับน้ําท่วม, สเปรย์เกลือ, และอุณหภูมิสูง
ความเร็วลม: การออกแบบความเร็วสูงถึง 45 m/s สําหรับภูมิภาคชายฝั่ง (เช่น ลาโกสและคาลาบาร์) ที่มีพายุอุณหภูมิเป็นประจํา
อุปทานอุณหภูมิ: สามารถรองรับอัตราแปรวนจาก 20 °C (ฤดูกาลแห้ง) ถึง 38 °C (ฤดูกาลฝน) โดยกําหนดข้อขยายเพื่อป้องกันความเครียดทางความร้อน
ค่าน้ําท่วม: จําเป็นต้องคํานวณความลึกในการสกัดขวางแม่น้ํา ที่สําคัญสําหรับฤดูมะนาวประจําปีในเขตมะนาวไนเจอร์
โดยเปรียบเทียบ AASHTO และ BS EN 1991 ฐานภาระสิ่งแวดล้อมในภูมิอากาศที่อ่อนโยน ไม่ใช่สภาพแวดล้อมอุณหภูมิของไนจีเรียไม่มีพารามิเตอร์การออกแบบเฉพาะเจาะจงสําหรับสะพานขั้วเหล็ก.
3.4 การออกแบบความเหนื่อยล้า: ความยาวนานสําหรับการจราจรสูง
รถไฟของไนจีเรียทํางานตลอด 24 ชั่วโมง, 7 วัน, โดยรถไฟขนของผ่านทุก 2-3 ชั่วโมง สร้างความเหนื่อยล้าแบบหมุนเวียนที่สามารถทําให้สะพานอ่อนแอตามเวลา AS5100 ต้องการรายละเอียดที่ทนความเหนื่อยล้า เช่น:
ผสมผสานที่ลดความเครียดเพื่อลดการเกิดรอยแตก
อายุความเหนื่อยล้าขั้นต่ํา 2 ล้านรอบการแบ่งภาระ (เทียบเท่า 50 ปีของการจราจรหนัก)
AASHTO LRFD ต้องการเพียง 1 ล้านรอบ ในขณะที่ BS EN 1991 ไม่ระบุอายุความเหนื่อยล้าทั่วไป ทําให้ AS5100 เป็นทางเลือกที่ทนทานที่สุดสําหรับเส้นทางจราจรสูงของไนจีเรีย
สะพานเหล็กไม่เพียงแค่เข้ากันได้กับ AS5100 แต่ข้อดีที่อยู่ภายในมัน ตอบโจทย์ตรงกับปัญหาพื้นฐานของไนจีเรียผลประโยชน์เหล่านี้ทําให้พวกเขาเป็นกระดูกสันหลังของโครงการปรับปรุงทางรถไฟในประเทศ, ได้รับการสนับสนุนจากกระทรวงคมนาคมแห่งสหรัฐ 2021-2030 Railway Master Plan
4.1 ประสิทธิภาพโครงสร้าง: สูงสุด span, ลดต้นทุน
สะพานเหล็กใช้วัสดุน้อยกว่า 30~40% กว่าสะพานคอนกรีตที่มีสเปนเท่ากันเมื่อขนส่งวัสดุก่อสร้างหนักไปยังพื้นที่ห่างไกลเช่น สะพานสแตนเลส Warren truss ยาว 120 เมตร ใช้เหล็ก 500 ตันเมื่อเทียบกับคอนกรีต 800 ตันสําหรับสะพานคอนกรีตที่คล้ายกัน.
4.2 การสร้างแบบโมดูล: การใช้งานอย่างรวดเร็ว
เครือข่ายรถไฟของไนจีเรียมีสะพานที่เสียหายมากกว่า 200 สะพาน ซึ่งหลายสะพานถูกทําลายโดยน้ําท่วมหรือการละเลยสะพานสตาร์สจากเหล็กถูกผลิตขึ้นก่อนในสถานที่ (บ่อยครั้งในลาโกสหรือ Port Harcourt) และประกอบขึ้นในสถานที่ใน 2-4 สัปดาห์ เมื่อเทียบกับ 6-12 เดือนสําหรับสะพานคอนกรีตที่โยงลงในสถานที่ความเร็วนี้เป็นสิ่งสําคัญในช่วงน้ําท่วมแม่น้ําไนเจอร์ปี 2022 เมื่อสะพานเหล็กขนาด 150 เมตรถูกติดตั้งใน 21 วัน เพื่อเชื่อมต่อทางรถไฟ Illo-Kontagoraการฟื้นฟูการขนส่งสินค้าหมื่นเกษตรกร
4.3 การปรับตัวต่อพื้นที่
ภูมิศาสตร์ของไนจีเรียมีความหลากหลาย: ทุ่งชื้นของมณฑลไนจีเรีย, ภูเขา Jos Plateau, และราบแพร่ครึ่งแห้งของภาคเหนือของซาฮาเล่ ทั้งหมดต้องการการออกแบบสะพานที่แตกต่างกัน. สะพานสแตนเลสโดดเด่นที่นี่:
ภูมิภาคเดลต้า: สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส Pratt ขนาดยาว (200+ เมตร) ผ่านแม่น้ํากว้างโดยไม่ใช้น้ําพายหลายแห่ง เพื่อหลีกเลี่ยงการทําลายเขตชื้น
ภูเขาสูง: สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลส Warren truss ที่คอมแพคต์เคลื่อนไหวผ่านคลองแคบ เช่นในเทือกเขามัมบิลลา
ซาฮิล: สะพานสแตนเลสสแตนเลสสแตนเลสเบาๆ Howe ทนทานกับการบดลงของทราย โดยมีเพลิงที่ยกขึ้นเพื่อป้องกันน้ําท่วมในช่วงฤดู
4.4 ความทนทานในสภาพแวดล้อมฝน
สภาพอากาศของไนจีเรีย ความชื้นสูง (70~90%), น้ําฝนรายปี (1,000~4,000 มิลลิเมตร) และสเปรย์เกลือชายฝั่งแก้ไขเรื่องนี้ด้วยครับ
การกระชับกระชับร้อน ( 85 μm ผิวเคลือบซิงก์) สําหรับสะพานในประเทศ, ให้ความคุ้มกันต่อการกัดกรอง 20 ปี.
ผิวเคลือบสามชั้น (ปริมเมอร์ที่อุดมไปด้วยซิงก์ + อีโป๊กซี่ + โพลียูเรธาน) สําหรับสะพานชายฝั่ง ขยายอายุการใช้งานไปถึง 30 ปี
สะพานคอนกรีตในทางตรงกันข้าม มีอาการแตก (ผิวแตก) ในอากาศความชื้นสูง และต้องซ่อมแซมทุก 5-10 ปี
4.5 ความยั่งยืน: การสอดคล้องกับเป้าหมายสีเขียวของไนจีเรีย
ไนจีเรียมีเป้าหมายลดการปล่อยคาร์บอนลงถึง 20% ภายในปี 2030 และสะพานสแตนเลสบริดช์สนับสนุนเรื่องนี้:
เหล็กสามารถนําไปใช้ใหม่ได้ 100% สะพานขั้วเหล็กหลายแห่งในไนจีเรียใช้เหล็กรีไซเคิลจากปูน้ํามันที่ถอดรหัส (เช่นในเขตแดนไนจีเรีย) ลดความพึ่งพาจากเหล็กที่นําเข้า
การก่อสร้างแบบโมดูลลดการปล่อยก๊าซในสถานที่ 50% เมื่อเทียบกับสะพานคอนกรีต เนื่องจากใช้เครื่องจักรหนักน้อยกว่า
การใช้สะพานเหล็กที่สอดคล้องกับ AS5100 ในไนจีเรียไม่ได้เป็นเรื่องสถิติ มันกําลังพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการที่กําลังเกิดขึ้น โดยถูกขับเคลื่อนโดยเทคโนโลยี นโยบายและการเติบโตทางเศรษฐกิจสามแนวโน้มสําคัญกําลังสร้างอนาคตของพวกเขาครับ
5.1 การบูรณาการติดตามที่ฉลาด
สะพานทางรถไฟที่อยู่ห่างไกลของไนจีเรีย (ตัวอย่างเช่น เส้น Calabar-Port Harcourt) ยากที่จะตรวจสอบเป็นประจํา สะพานสแตนเลสที่ทันสมัยตอนนี้มีเซ็นเซอร์ IoT ที่ติดตาม:
ภาระแบบไดนามิก (เพื่อตรวจพบรถไฟที่บรรจุภาระเกิน)
ระดับการกัดกร่อน (ผ่านเซ็นเซอร์ความชื้น)
การบิดโครงสร้าง (เพื่อระบุรอยแตกจากการเหนื่อยล้า)
ข้อมูลถูกส่งไปยังศูนย์กลางในอบูจา ทําให้วิศวกรสามารถกําหนดการบํารุงรักษาอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การปรับปรุงปี 2023 ของสะพานสแตนเลสของแม่น้ําเบนูเอ รวมถึงเซ็นเซอร์ 50 ตัวลดเวลาหยุดทํางานที่ไม่ได้วางแผนลง 60%.
5.2 สามารถปรับปรุงแบบโมดูลได้
ในขณะที่ปริมาณการขนส่งสินค้าทางรถไฟของไนจีเรียเติบโต (คาดว่าจะเพิ่มเป็นสองเท่าภายในปี 2030) สะพานเหล็กที่สอดคล้องกับ AS5100 ถูกออกแบบให้สามารถปรับปรุงได้ง่ายสะพานเหล็กของรถไฟลาโกส - อิบาดาน ถูกสร้างขึ้นพร้อมกับจุดเชื่อมต่อเพิ่มเติม, ทําให้วิศวกรสามารถเพิ่มสมาชิกเว็บเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความจุจาก 32 ตันเป็น 40 ตัน โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างทั้งหมด
5.3 การผลิตในท้องถิ่น
เพื่อลดต้นทุนการนําเข้า รัฐบาลไนจีเรียได้ร่วมมือกับบริษัทจีนและแอฟริกาใต้ เพื่อก่อตั้งโรงงานผลิตสตาร์สเหล็กในท้องถิ่นการเปิดโรงงานผลิตเหล็ก Port Harcourt ในปี 2024 ปัจจุบันผลิต 80% ขององค์ประกอบเหล็กที่ใช้ในรถไฟแห่งไนจีเรีย, สร้างงาน 500 คนและลดเวลาในการดําเนินงานจาก 6 เดือน (นําเข้า) เป็น 6 สัปดาห์ (ท้องถิ่น)
อายุการใช้งานของสะพานสแตนเลสที่สอดคล้องกับ AS5100 ในไนจีเรียขึ้นอยู่กับว่ามันทนต่อแรงกดดันสิ่งแวดล้อมของประเทศได้ดีแค่ไหน: ความชื้น, น้ําท่วม, สเปรย์เกลือ และอัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิด้วยการออกแบบและบํารุงรักษาอย่างถูกต้อง, สะพานเหล่านี้สามารถใช้งานได้ 80~100 ปี มากกว่าอายุการใช้งานของสะพานคอนกรีตในสภาพเดียวกัน
6.1 ความชื้นและการกัดกร่อน
ความชื้นของเขตร้อนของไนจีเรียเร่งการเกิดสนิม แต่ความต้องการการเคลือบแบบ AS5100 (ที่สอดคล้องกับ ISO 12944) สร้างอุปสรรคสะพานในประเทศ (เช่นใน Kaduna) ใช้การกระปุกร้อนที่มีอายุการใช้งาน 20 ปี ก่อนที่จะต้องเคลือบใหม่สะพานชายฝั่ง (ตัวอย่างเช่น ในลาโกส) ใช้ระบบ epoxy-polyurethane สามชั้น ที่ใช้ได้ 30 ปี การตรวจสอบเป็นประจํา (สองปีต่อปี) และการเคลือบใหม่ทุกๆ 15-20 ปี จะขยายอายุการใช้งานมากขึ้นเช่น, สะพานเหล็กสายแม่น้ําไนเจอร์ที่สร้างขึ้นในปี 1985 ในออนิชชา, หลังการปรับปรุงใหม่ในปี 2005 และ 2025, ยังคงแข็งแรงต่อโครงสร้างหลังจาก 40 ปี.
6.2 น้ําท่วมและพายุ
ฤดูฝนฤดูใบไม้ผลิประจําปีทําให้แม่น้ําไนเจอร์และแม่น้ําเบนูเอบวมถึง 5 ̊10 เมตร ทําให้ก่อสร้างสะพานเสื่อม AS5100 ต้องการสะพานเหล็กมี:
รากฐานสะพานที่ยืดกว้างถึง 10 15 เมตรใต้น้ําแม่น้ํา (ลึกกว่าสะพานที่ไม่ใช่ AS5100 สองเท่า)
ใส่คอลเลอร์ (วงแหวนคอนกรีตรอบคอนกรีต) เพื่อป้องกันการละลายดิน
ช่วงน้ําท่วมในปี 2022 พิสูจน์การออกแบบนี้: สะพานสแตนเลสของแม่น้ําโคกี ที่มีรากฐานที่สอดคล้องกับมาตรฐาน AS5100 รอดชีวิตได้โดยไม่เสียหาย ขณะที่สะพานคอนกรีตที่ไม่สอดคล้องกับมาตรฐานใกล้เคียงล้มลงเพราะน้ําท่วม
6.3 อุณหภูมิ
อุณหภูมิของไนจีเรีย (15 ° C ในภูเขาถึง 38 ° C ในภาคเหนือ) ทําให้เหล็กขยายและหดตัว
สายต่อขยาย (กว้าง 20-30 มม) ในแต่ละปลายของสะพาน
หมุนยางยืดหยุ่นที่อนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวแนวราบ
โดยไม่มีลักษณะเหล่านี้ ความเครียดทางความร้อนจะแตกกระดานสะพาน สะพานกระดานเหล็ก Jos Plateau สร้างขึ้นในปี 2010 ใช้งานมา 14 ปีโดยไม่เสียหายทางความร้อน
6.4 สเปรย์เกลือ (ภูมิภาคชายฝั่ง)
ลาโกส คาลาบาร์ และเมืองชายฝั่งอื่น ๆ มีอากาศที่เต็มไปด้วยเกลือที่กัดเหล็ก 3 เท่าเร็วกว่าพื้นที่ภายในประเทศ
ระบบป้องกัน cathodic (anodes อลูมิเนียมการเสียสละ) ที่นําการกัดกร่อนออกไปจาก truss
ผิวเคลือบเหล็กเหล็กไทเทเนียม-ซิงค์สําหรับส่วนประกอบที่สําคัญ (ตัวอย่างเช่นข้อต่อ)
สะพานสแตนเลสที่สร้างขึ้นในปี 2018 ของท่าเรือคาลาบาร์ โดยใช้มาตรการเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเกิดการกัดกัดเพียง 5% หลังจาก 6 ปี ต่ํากว่าขั้นต่ํา 20% สําหรับการซ่อมแซม
7.1 สะพานสแตนเลสสตรอสซ์แห่งแม่น้ําเนเจอร์ (Onitsha Niger River Steel Truss Bridge) (1985, ปรับปรุงขึ้นในปี 2005 และ 2025)
สะพานสแตนเลส 320 เมตรนี้เป็นสะพานรถไฟที่ใช้งานได้นานที่สุดของไนจีเรียที่สอดคล้องกับ AS5100 เชื่อมโยงออนิตช่า (รัฐอานัมบรา) ไปยังโลโกจา (รัฐโคกี)
ความจุของ HB (32 ตัน) เพื่อรับรองการขนส่งค่านหินและแร่เหล็ก
รากฐานที่ลึก 15 เมตร เพื่อป้องกันน้ําท่วมของแม่น้ําไนเจอร์
การกระชับกระชับร้อนด้วย epoxy recoating ในปี 2005 และ 2025
หลังจาก 40 ปี สะพานยังคงเป็นกระดูกสันหลังของเครือข่ายรถไฟภาคตะวันออก ขนส่งรถไฟ 50 กว่ารถไฟต่อวันมีอายุการใช้งานที่เหลือประมาณ 40 ปี.
7.2 สะพานสตาร์สเหล็กทางรถไฟ Lagos-Ibadan (2021)
สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน 156 กิโลเมตร สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส - อิบาดาน สายรถไฟลาโกส
การออกแบบรั้ว Warren แบบโมดูล เพื่อการประกอบอย่างรวดเร็ว (ติดตั้งใน 3 สัปดาห์แต่ละครั้ง)
เครื่องตรวจจับ IoT สําหรับการติดตามภาระและการกัดกร่อนในเวลาจริง
การเคลือบชายฝั่งสามชั้น (สําหรับสะพานใกล้ Lagoon Lagos)
สะพานเหล่านี้ตอนนี้ขนส่งสินค้า 10 ล้านตันต่อปี (เช่น ข้าวจากท่าเรือลาโกสไปยังรัฐโอโย) โดยไม่มีปัญหาด้านการบํารุงรักษาในช่วง 4 ปีแรก
7.3 สะพานสตาร์สสแตนเลสสําหรับการทําเหมือง Jos Plateau (2018)
ตั้งอยู่ในภูมิภาคเหมืองหมึกของไนจีเรีย สะพานสแตนเลส 80 เมตรนี้ถูกออกแบบมาเพื่อรับมือกับรถไฟแร่ขนาด 35 ตัน
อนุญาตแรงเบรค 20% สําหรับทุ่งหินที่สูง
หัวหินกันทราย เพื่อป้องกันทรายซาฮิลไม่เข้า
สายต่อขยายความร้อนสูง (สําหรับอุณหภูมิฤดูร้อน 38 °C)
สะพานได้ลดเวลาการขนส่งแร่ เหล็กลง 50% และในปี 2025 ไม่มีสัญญาณของการเหนื่อยหรือการกัดกรอง
AS5100 การออกแบบภาระ สะพานเหล็กทราสซิ่ง เป็นหลักในโครงสร้างทางรถไฟของไนจีเรีย ด้วยเหตุผลที่ง่าย:และความท้าทายทางสภาวะอากาศไม่เหมือนกับมาตรฐานภาระอื่น ๆ (AASHTO, BS EN 1991, NRA) ความจุหนักของ AS5100, การจัดหาแรงแบบไดนามิก และความแข็งแรงต่อสิ่งแวดล้อมทําให้มันสามารถทนรถไฟเหมือง 32 ตันของไนจีเรียได้น้ําท่วมประจําปีและสเปรย์เกลือชายฝั่ง
สะพานสแตนเลส ผลกําไรที่เป็นธรรมชาติของสะพานสแตนเลส ประสิทธิภาพโครงสร้าง การก่อสร้างแบบโมดูล ความสามารถปรับปรุงและความยั่งยืนการศึกษากรณีจากออนิตช่า, Lagos-Ibadan และ Jos Plateau พิสูจน์ว่าสะพานเหล่านี้มีอายุการใช้งานยาวนาน (80+ ปี) และการทํางานที่น่าเชื่อถือ แม้ในสภาพที่ยากลําบาก
ในขณะที่ไนจีเรียดําเนินการตามแผนหลวงรถไฟฟ้าปี 2021-2030 ที่มีเป้าหมายที่จะขยายเครือข่ายไปถึง 10,000 กิโลเมตร สะพานสแตนเลสที่สอดคล้องกับ AS5100 จะยังคงเป็นหินมุมการผลิตในท้องถิ่น, และการปรับปรุงแบบจําลอง สะพานเหล่านี้จะไม่เพียงแค่เชื่อมต่อภูมิภาคของไนจีเรีย แต่ยังขับเคลื่อนการเติบโตทางเศรษฐกิจด้วยการรับรองการขนส่งสินค้าที่เรียบร้อยสําหรับการเกษตร การเหมืองแร่ และการค้าในประเทศที่โครงสร้างพื้นฐานเป็นกุญแจในการเปิดโอกาส, AS5100 สะพานเหล็กเป็นมากกว่าโครงสร้าง พวกเขาเป็นตัวเร่งความก้าวหน้า
ที่อยู่
ชั้น 10 อาคาร 1 ถนนแชงยี่ 188 เขตบาวชาน เชียงใหม่ จีน
โทรศัพท์
86-1771-7918-217
